流量为300t每小时汽-水浮头式换热器的设计.doc
流量为300t每小时汽-水浮头式换热器的设计（全套含CAD图纸）
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 本科毕业论文 题 目： 流量为 300t/h 汽水浮头式换热器 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导教师： 论文提交日期： 20 年 5 月 25 日 论文答辩日期： 20 年 6 月 6 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 课题名称 流量为 300t/水浮头式换热器 设计者 图号 计参数 管口表 容器类别 符号 公称尺寸 用途或名称 参数名称 壳程 管程 a 300 冷水进口 工作压力 .3 b 300 冷水进口 设计压力 c 350 蒸汽入口 工作温度 167 90 d 25 备用口 设计温度 200 95 e 25 排气口 介质 水蒸气 水 f 40 排气口 介质特性 h 100 冷凝液出口 推荐材料 345 g 40 排污口 腐蚀余量 0 m 25 放净口 焊 接接头 系数 程数 1 2 传热面积 换热管 推荐尺寸 管子与管板 连接方式 强度焊接 强度焊接 设计参数： 壳程：壳程介质为蒸汽，由 冷却到 60 ； 管程： 管程介质为水，入口温度为 20 ，出口温度为 80 ；流量为 300t/h 结构为浮头式换热器 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 摘要 换热器是工业生产，习惯性的装备都不同的工作环境下换热器性能要求不同，冷水和流体让接力卡路里的装备购买了。这次的设计浮头式真空浮头式，最主要的真空管 ，箱，管子板的时候流板等主要部分构成。浮头真空管的侧固定面板的密切固定，又端是浮动管板连接浮头相。因此，在热应力的优点容易小，检查，检查。这样的结构的缺点是更重要的。 这次的设计的主要的设计的参数，设计压力管程 的道路 作温度 90 管程壳的道路的温度是 167 的温度设计管程 95 的温度壳的道路 200 。管程媒体 壳的道路，媒体 )。计算的检方，是与传统工艺的计算和。传统的平山工艺计算，主要有平山的面积，接力的卡路里和系数的确定，流量，圧降温的变化和墙壁核对完毕”等，这些都是应用相关的国家标准规定的检查和计算。颜色是在强度的测定管身体，管道的箱子里，支持，支持，隔断，板厚，其他的零件的设计和管球类，安装，工会，一部分的强度。本设计主要是依 51 真空管壳式和 50 压力容器的设计等的不同。真空、工业、农业等各个领域的运用广泛，当然，日常生活的现实的中和平山设备也不应该随处相见，不可缺少的工艺设备和单元的一个。随着研究的发展，工业在深深地应用也显著的成果。 关于本设计说明真空浮头式设计分成说明和计算两部分。一部分主要叙述了说明真空的特征 和分类，真空发展的现状，国内的推移研究地点和真空浮头式主要部件结构设计和压力容器的常用材料等。计算一部购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 主要対浮头真空筒体，封头和法兰为详细上计算了水压试验检（其中換热管，管板，折流板，滑板和钩圈等各测谎仪元件一样 50 1998钢压力容器， 51 1999 真空管壳式标准简単的结构设计那个屈服应力是许用应力范围内。 这次的设计中，进一步增加了排污口，净口替换了，很高的产品为中心的清洁能力。和数据，增加了多少的数量，保证产品的安全运行。 关键词 : 换热器 ; 管板 ; 传统工艺计算 ; 强 度安全校核 ; 应用范围 of of to of of of is by a a un So to In in of of 0 is 5 of 200 of Pa of We of to of of so of of of of of is in Of be in of an in of a of of of of as to of of to on to a as B 50 - 1998 999. 51 on of of a of in of in u is of 目 录 第一章 换热器传热工艺计算 . 1 始数据 . 1 性温度及 确定其物性参数 . 1 热量与水蒸汽流量计算 . 2 效平均温差计算 . 3 程换热系数计算 . 4 程结构初步设计 . 5 程换热系数计算 . 5 传热系数计算 . 7 壁温度计算 . 7 程压力降计算 . 8 程压力降计算 . 8 第二章 强度计算 . 11 热管材料及规格的选择和根数确定 . 11 定筒体内径 . 11 定筒体壁厚 . 12 体液压试验 . 12 箱封头厚度计算 . 13 头侧封头厚度计 算 . 14 备法兰的选择 . 15 器法兰的选择 . 15 管法兰的选择 . 15 板的设计 . 16 圈式浮头 . 19 程压力作用下浮头盖的设计 . 19 程压力作用下浮头盖的设计 . 24 动管板 . 29 圈的选择 . 30 流板的选择 . 30 和定距管的确定 . 30 箱短节壁厚的计算 . 31 体、管箱的耐压试验的校核计算 . 31 管及开孔补强 . 32 a,b 孔的补强 . 32 d 孔的补强 . 34 h 孔的补强 . 35 及应力校核 . 37 座的选择 . 37 座的应力校核 . 38 参考文献 . 41 致谢 . 42 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 1 第一章 换热器传热工艺计算 始数据 管程水的进口温度 20 管程水的出口温度 80 管程水的 正常 工作压力 程水的流量 00000 Kg/h 壳程水蒸汽的 正常 入口温度 167 壳程水蒸汽的出口温度 80 壳程水蒸汽的 正常 工作压力 性温度及确定其物性参数 (1) 管程： 管程水定性温度 /2=(20+80)/2=50 查表可得 管程水密度 1= /程水比热 K） 管程水导热系数 1= m ） 管程水粘度 1=0as 管程水普朗特数 2) 壳程： 壳程水蒸汽定性温度： 壳程水蒸汽 临界点的 冷凝点 : 冷却段： （ /2=(0)/2= 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 2 冷凝段： t 2= （ ( 壳程水蒸汽密 度查物性表得： 冷却段： 2= /冷凝段 : p 2= / 程水蒸汽比热查物性表得 : 冷却段： K） 冷凝段： C K） 壳程水蒸汽导热系数查物性表得： 冷却段： 2 =（ m K） 冷凝段： 2= （ m K） 壳程水蒸汽粘度： 冷却段： 2 =0as 冷凝段： u 2=0as 壳程水蒸汽普朗特数查物性表得： 冷却段： =凝段： P 热量与水蒸汽流量计算 取定换热效率 =设计传热量 : 1 1000/3600=30000080000/3600 =07W 由 2r+ 导出水蒸气流量 r 为 的汽化潜热，r=g 水蒸汽流量 : 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 3 0/r+ =06/000+000( =s 冷却段传热量： 2=03( 冷凝段传热量 : Q 2= G2r=000= 设冷凝段和冷却段分界处的温度为 据热量衡算 : Q 2= 2/ 600/300000/4174+20= 效平均温差计算 逆流冷却段平均温差 : （）（）（22 逆流冷凝段平均温差 : )（ = 冷却段 : 参数 :P=数 :R=热器按单壳程 2 管程设计则查图得 : 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 4 温差校正系数 有效平均温差 : 冷凝段： 参数 :P=t2 3t=数 :R= 换热器按单壳程 2 管程设计则查图得 : 温差校正系数 =效平均温差 : 程换热系数计算 初选冷却段传热系数 : 2000 w/(mk) 初选冷凝段传热系数 : 4400 w/(mk) 选冷却段传热面积为 :2/( = 2000冷凝段传热面积为 : Q 2/( = 4400=用 25无缝钢管做换热管则 : 管子外径 5 管子内径 0 管子 长度 L=3000 需要 的 换热管根数 为 : ( 阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 5 可取换热管根数为 258 根 管程流通面积 :44336( 3600= s 管程雷诺数 :11=0 76221 则管程冷却段的定性温度 :(0)/2= 管程冷却段传热系数 :3605(1+100 程冷凝段的定性温度 : t3+(0)/2= 管程冷凝段传热系数 : 3605(1+100程结构初步设计 查 999 知管间距按 取 , 可以 取管间距为： s= 束中心排管数为： t =则 取 18 根 则 经过计算可得 壳体内径 :Di=s（ +4 整为 : 00长径比 :理 折流板选择弓形折流板 : 折流板的弓高 :h=i=流板间距 :B=3700=取 B=200 折流板数量 :4 程换热系数计算 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 6 壳程流通面积 :1= =程流速 : 冷却段 :22 =s 冷凝段 :w 2=222 =m/s 壳程当量直径 : （ = 冷凝段管外壁温度假定值 : t w= 膜温 : t w+ /2=（ 膜温下液膜的粘度 :m=18210s 膜温下液膜的密度 :m=温下液膜的导热系数为 :m= m ） 正三角形排列 方式为： t 56 凝负荷： = 3=程冷凝段雷 诺数 :4/8210程冷凝段传热系数 : 31（ 31 = 冷却段管外壁温假定值 :0 冷却段雷诺数： 0温下水粘度 :0as 粘度修正系数 :1=（阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 7 壳程 的 传热因子 经过 查图 可 得 : 30 冷却段壳程换热系数 :（ 2/1 （ 30=传热系数计算 查 知 壳程水蒸汽侧选劣质 不含油，污垢热阻 :10 /w） 管程水选用海水，污垢热阻为 : 10 /w） 由于管壁比较薄，热阻忽略不计 冷却段总传热系数 : 1/1/r2+r1d 0/di+ =热面积比为 : 本合理 ) 冷凝段总传热系数 : 1/1/ r2+r1d 0/di+ =1167 传热面积比为 : 理） 壁温度计算 设定冷凝段的长度 :L=却段的长度 :L=却段管外壁热流密度计算 : )= ） 冷却段管外壁温度 : 1/ 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 换热器传统工艺计算 8 误差校核 :e= 误差不大 冷凝段管外壁热流密度计算 : Q 2/( )=125441.5 w/（ ） 冷凝段管外壁温度 : 1/ 误差校核 :e = 误差不大 管程压力降计算 管程水的流速 : 11 s 管程雷诺准数 :11=76221 可得 摩擦系 数 :=降结垢校正系数 :程压降 : 112L 216616程数 : 回弯压降 112=a 取管程出入口接管内径 :250程出入口流速 :4G/(36001)=s 局部压降 : 1 (1+2=2141程总压降 : P= 程 的正常 允许压降 : P= 35000 ， P 合格 29 封头边缘处球壳中面切线与法兰环夹角为 1 。 1= 0 预紧状态下螺栓设计载荷 W N W=m+b 2093868 31 操作状态下螺栓设计载荷 W N W=530398 32 作用于法兰内侧封头压力载荷引起轴向应力 p c 813343 33 作用在法兰内侧封头压力载荷引起的径向分力 D246849 34 窄面法兰垫片压紧力可以为 p 303114 35 流体压力引起的总轴向力与作用法兰内径截面流的轴向力之差 35427 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 强度计算 23 36 螺栓中心距 用的径向距离 LD D=13 37 螺栓中心距 用的径向距离 LG G=32 38 螺栓中心距 F T 作用处的径向距离 LT T=D+9 螺栓中心距 F r 作用处的径向距离 Lr r=t/221 0 螺栓中心至 F D 处的力矩 D= D 10573459 41 螺栓中心至 F G 处的力矩 G= G 9699648 42 螺栓中心至 的力矩 T= T 5297108 43 螺栓中心至 F r 处的力矩 r= r 67454531 44 预紧螺栓时法兰的受力大小 2093868 45 预紧时螺栓中心 距 F G 处的径向距离 LG G=31 46 预紧时螺栓中心 距 F a 处的力矩 a= G 67003776 47 力臂 L =(1/2)/ 8(8 操作状态下 P P= ( 591 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 强度计算 24 49 预紧状态下 a a= ( 10103 50 操作情况下法兰总力矩 p=G+064549 51 操作状态下法兰厚度 fp +(2) (1/2) 40 52 预紧状态下法兰厚度 fa 3 法兰厚度 为 f= 100 小于球冠形封头名义厚度 小 。 程压力作用下浮头盖的设计 球冠形封头计算厚度 序号 各 项目 符号 相应 单位 数据来源及计算公式 数值 1 设计压力 c= 材料 力容器 材料许用应力 t 力容器 105 4 假设封头厚度 n 12 5 有效厚 度 e e= 比值 e 球冠形封头外径 R0 0=n 624 8 系数 A A=e) 设温下的弹性模量 E 86000 10 系数 可为 B A 查 60 11 许用外压力 P P=B/(e) 17 12 比较 c 合格 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 强度计算 25 13 系数 Q 由 查 74 封头计算厚度 2 2=25 实取封头厚度 =n, 2 12 浮头法兰的计算 序号 各 项目 符号 相应单位 数据来源及计算公式 数值 1 设计压力 c= 设计温度 t 给定 200 3 法兰选材 4 4 常温下 时的许用应力 可为 f 470 5 设温下的许用应力可为 470 6 焊接接头系数 可为 过程装备设计表 4 垫片选材 非金属软垫片 8878373 规格 8 垫片的接触宽度 N 2 垫片比压力 可以为 y 91 10 垫片的基本密封宽度 可以为 bo mm DGbm9528 19 流体压力引起的总轴向力 可以为 F N F=41822 20 最小螺栓载荷 44030 21 操作 时 最小螺栓载荷 可以为 +65673 22 常温下螺栓许用应力 可以为 b 410 23 设温下螺栓许用应力 可以为 490 24 预紧状态下最小螺栓总载面积 F+ 694 25 操作状态下最小螺栓总载面积 a/b 1638 26 需要的最小螺栓总载面积 为 Am m= 2694 27 实际使用螺栓总载荷 Ab b= 10053 28 比较 m 合格 29 封 头边缘处球壳中面切线与1 。 1= 阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 强度计算 27 法兰环夹角 可为 30 预紧状态下螺栓设计载荷 W N W=m+b 1338435 31 操作状态下螺栓设计载荷 W N W=65673 32 作用于法兰内侧封头压力载荷引起轴向应力 p c 349905 33 作用在法兰内侧封头压力载荷引起的径向分力 D85155 34 窄面法兰垫片压紧力 可以为 p 123851 35 流体压力引起的总轴向力与作用法兰内径截面流的轴向力之差 1917 36 螺栓中心距 用的径向距离 为 LD D=32 37 螺栓中心距 用的径 向距离 为 LG G=45 38 螺栓中心距 F T 作用处的径向距离 LT T=D+9 螺栓中心距 F r 作用处的径向Lr r=t/221 阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 强度计算 28 距离 40 螺栓中心至 F D 处的力矩 D= D 11196960 41 螺栓中心至 F G 处的力矩 G= G 5573295 42 螺栓中心至 的力矩 T= T 3538805 43 螺栓中心至 F r 处的力矩 r= r 20473541 44 预紧螺栓时法兰的受力 状况 1338435 45 预紧时螺栓中心 距 F G 处的径向距离 LG G=45 46 预紧时螺栓中心 距 F a 处的力矩 a= G 60229575 47 力臂 L =(1/2)/ 8(446 48 操作状态下 P P= ( 12880 49 预紧状态下 a a= ( 7029 50 操作情况下法兰总力矩 p=G+64481 51 操作状态下法兰厚度 可以为 fp +(2) (1/2) 118 52 预紧状态下法兰厚度 fa 84 53 法兰厚度 为 f= 120 且不小于球冠形封头名义厚度 取球冠形封头厚度为 n= 15 材料为 取法兰厚度为 f= 120 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 强度计算 29 板式平 焊法兰， 35动管板 序号 各 项目 符号 相应 单位 数据来源及计算公式 数值 1 浮头法兰垫片外径 694 2 浮头法兰垫片内径 67
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